Introduzione ai materiali washout
I materiali washout svolgono un ruolo essenziale nella produzione di componenti compositi dotati di geometrie interne complesse. Si tratta di sostanze solubili in acqua o in altri solventi, utilizzate per realizzare mandrini temporanei e inserti interni che possono essere rimossi con un semplice lavaggio, senza ricorrere a processi meccanici di rimozione. Questa caratteristica apre nuove possibilità di progettazione, consentendo di ottenere cavità chiuse, sottosquadri e strutture interne altrimenti impossibili da realizzare con metodi tradizionali.
La tecnologia di stampa 3D di CONCR3DE
CONCR3DE, con sede nei Paesi Bassi, ha sviluppato un servizio di stampa 3D basato sulla tecnologia binder jetting, che sfrutta polveri legate da un legante liquido per costruire oggetti strato dopo strato. Oltre ai materiali washout, l’azienda offre una gamma di polveri minerali—tra cui marmo, granito e calcare—e ceramiche avanzate come ossido di alluminio e carburo di silicio. È inoltre possibile stampare oggetti in sabbia, utili per colate e fusioni.
Vantaggi nella produzione di componenti compositi
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Geometrie complesse: grazie alla stampa 3D, non esistono vincoli di sagomatura tipici della lavorazione CNC. Mandrini washout con contorni intricati e passaggi interni possono essere realizzati senza aggiunte di lamelle o segmenti smontabili.
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Riduzione dei tempi: mentre la fresatura di un blocco materializzato richiede giorni o settimane, un ciclo di stampa 3D può completarsi in poche decine di ore, trasformando un progetto che prima necessitava di lunghi lead time in un processo rapido.
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Stabilità dimensionale: i materiali washout di CONCR3DE contengono tra l’80% e il 90% di componenti ceramici, ciò che riduce significativamente il coefficiente di dilatazione termica (CTE) rispetto alle soluzioni polimeriche, garantendo tolleranze rimangono costanti anche in presenza di variazioni di temperatura.
Composizione e varianti disponibili
CONCR3DE propone tre tipologie di materiali washout, ognuna studiata per rispondere a esigenze specifiche:
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Gesso: ideale per applicazioni a bassa resistenza meccanica e per prototipi di medio periodo.
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Sabbia: adatta alla produzione di componenti che richiedono un bilanciamento tra robustezza e facilità di lavaggio.
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Ceramica: offre maggiore resistenza meccanica e compatibilità con processi termici più gravosi, fino ad autoclave, pur mantenendo la completa solubilità in acqua.
Approfondimento sul “Washout Ceramic”
La più recente aggiunta al portafoglio è il “Washout Ceramic”, progettato per impieghi ad alte prestazioni. Alcune sue caratteristiche principali:
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Resistenza a flessione: 8 MPa nella formulazione base, estendibile fino a 15 MPa mediante un rivestimento opzionale, pari a 6–8 volte le precedenti versioni water-soluble di CONCR3DE.
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Accuratezza dimensionale: scarti inferiori a 0,2 mm per metro di componente, assecondando le richieste di precisione nel settore aerospaziale e automobilistico.
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Compatibilità con processi ad alta temperatura: resistenza fino a 180 °C, adatta a cicli in autoclave, garantendo stabilità anche in condizioni termiche estreme.
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Sostenibilità: tutti i leganti e le polveri ceramiche sono atossici e riciclabili. Il materiale si disperde in acqua senza lasciare residui nocivi, favorendo un approccio a economia circolare e riducendo l’impatto ambientale.
Confronto con i metodi tradizionali
La produzione convenzionale di mandrini washout prevede solitamente la fresatura CNC o la fusione di stampi negativi, operazioni che comportano limiti geometrici e costi elevati per configurazioni complesse. La stampa 3D elimina queste barriere, permettendo di passare da disegni CAD direttamente al componente finito, con un’unica fase di produzione e tempi di consegna drasticamente contenuti.
Applicazioni nei diversi settori
I mandrini washout di CONCR3DE trovano impiego in numerosi ambiti industriali:
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Aerospazio: canalizzazioni interne per sistemi di raffreddamento e condotti di aspirazione.
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Automotive e motorsport: collettori, condotti e rivestimenti interni di componenti in fibra di carbonio.
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Biciclette da competizione: telai e forcellini a camere chiuse, per ottimizzare peso e rigidità.
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Idraulica e pneumatica: corpi valvola e collettori complessi, realizzati in un unico pezzo senza giunzioni.
